您的位置:首页>科研进展
科研进展

河口食物网新污染物生物富集机制研究取得新进展

副标题:

时间:2023-04-18  作者:  来源:文本大小:【 |  | 】  【打印

     海洋环境中的新污染物不仅直接危害生物群落,还可以通过迁移转化和在生态系统各单元之间的传递,对整个海洋生态系统构成严重威胁。因此,准确阐释海洋新污染物在生态系统层面的富集规律和传递机制成为海洋生态环境保护中一个亟待回答的重要科学问题。近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室徐向荣团队在新污染物(有机磷阻燃剂和类固醇激素)河口食物网生物富集与传递机制方面取得了最新研究进展,详细解析了污染物代谢转化过程对河口食物网富集和传递效率的关键影响机制,为探索海洋生态系统层面新污染物的生态效应提供了新思路。

  研究团队对珠江口典型食物网中有机磷阻燃剂(OPFRs)及其代谢产物的生物富集与传递机制进行了深入解析。研究发现,磷酸三(2-丁氧基乙基)酯(TBOEP)和磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)是食物网中富集量较高的OPFRs;磷酸二正丁酯(DNBP)、2-(2-丁氧基乙基)磷酸酯(BBOEP)、磷酸二苯酯(DPHP)是丰度较高的代谢产物,且代谢产物浓度接近甚至超过对应的OPFRs。大部分OPFRs未呈现显著生物放大现象,有的甚至呈现生物稀释现象;与此同时,生物体中OPFRs代谢产物的浓度随营养级升高而升高,形成OPFRs代谢产物的“伪生物放大现象”。 然而,这这种现象并不是由于代谢产物的营养传递引起的,而是因为高营养级生物的代谢转化能力更强,使得更多的OPFRs被转化为代谢产物而富集于体内造成的。这一现象与阻燃剂母体化合物的生物稀释(或不显著生物放大)相对应,共同说明代谢转化是影响OPFRs食物网传递的重要机制(图1)。以上成果在发表环境领域权威期刊Environmental Science & Technology(自然指数期刊、IF: 11.357)上,团队硕士生黄倩怡为论文第一作者,侯瑞副研究员和徐向荣研究员为共同通讯作者。

  

图1 珠江口食物网中OPFRs及代谢产物的共富集与传递过程

  此外,研究团队通过酶解的方法系统研究不同形态类固醇激素(自由态和结合态)在河口食物网中的组成、生物富集和食物网传递规律,讨论了类固醇激素的化学性质和生物自身因素对生物富集的影响。研究发现,与非酶解法处理的生物样品相比,经酶解处理的生物样品中检出的类固醇激素总浓度更高,且种类更多。自由态和结合态的代谢物是河口生物组织中类固醇的重要组成。大多数合成类固醇具有生物富集性。生物样品的体长、体重、水含率和营养级对生物富集有明显影响,而脂质含量和疏水性则无影响。在无脊椎动物食物网中,17α-methyltestosterone呈现生物放大,而17β-boldenone则呈现生物稀释现象。17β-boldenone、17α-methyltestosterone、prednisolone和norgestrel的结合态代谢物在整个食物网中呈现生物稀释现象。该研究结果表明,在以后的研究中应充分重视不同形态的代谢物的存在,特别是在生物样品中,否则可能会严重低估类固醇激素的生态风险和人体健康风险(图2)。以上成果发表于环境领域权威期刊Water Research(自然指数期刊、IF: 13.4)上,刘珊副研究员为论文第一作者,徐向荣研究员为通讯作者。

图2 珠江口食物网中类固醇激素及代谢产物的生物富集和食物网传递

  综上所述,我们认为海洋新污染物的代谢产物本身同样具有一定生物累积性,解析污染物的代谢转化过程并甄别代谢产物在食物网中共积累情况可为揭示新污染物富集规律和食物网传递机制提供重要视角。

  该研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)重大专项创新团队项目、南方海洋科学与工程广东省实验室项目、广东省基础与应用基础研究基金、广州市科技计划项目等的资助。

  相关论文信息:

  Huang, Qianyi; Hou Rui*; Lin, Lang; Li, Hengxiang; Liu, Shan; Cheng Yuanyue; Xu, Xiangrong*. Bioaccumulation and Trophic Transfer of Organophosphate Flame Retardants and Their Metabolites in the Estuarine Food Web of the Pearl River, China, Environmental Science & Technology, 2023, 57(9): 3549-3561. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c05619.

  Liu, Shan; Xu, Ru; Pan, Yun-Feng; Huang, Qian-Yi; Wu, Nian-Nian; Li, Heng-Xiang; Lin, Lang; Hou, Rui; Xu, Xiang-Rong*. Free and conjugated forms of metabolites are indispensable components of steroids: The first evidence from an estuarine food web. Water Research, 2023, 235, 119913. https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119913.

相关附件
相关文档
Copyright    中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室    版权所有
地址:广东省广州市新港西路164号  邮编:510301   粤ICP备05007992号
电话:020-89023101  传真:86-20-84451672  Email:liujuan@scsio.ac.cn